Ultrasound-responsive microspheres (MPs) derived from natural polysaccharides and injectable hydrogels have been widely investigated as a biocompatible, biodegradable, and controllable drug delivery system and cell scaffolds for tissue engineering. In this study, kartogenin (KGN) loaded poly (lactide-co-glycolic acid) (PLGA) MPs () were fabricated by premix membrane emulsification (PME) method which were sonicated by an ultrasound transducer. Furthermore, carboxymethyl chitosan-oxidized chondroitin sulfate (CMC-OCS) hydrogel were prepared via the Schiff’ base reaction-embedded MPs to produce a CMC-OCS/MPs scaffold. In the current work, morphology, mechanical property, porosity determination, swelling property, in vitro degradation, KGN release from scaffolds, cytotoxicity, and cell bioactivity were investigated. The results showed that MPs presented an obvious collapse after ultrasound treatment. The embedded PLGA MPs could enhance the compressive elastic modulus of soft CMC-OCS hydrogel. The cumulative release KGN from MPs exhibited a slow rate which would display an appropriate collapse after ultrasound, allowing KGN to maintain a continuous concentration for at least 28 days. Moreover, the composite [email protected] scaffolds exhibited faster gelation, lower swelling ratio, and lower in vitro degradation. CCK-8 and LIVE/DEAD staining showed these scaffolds did not influence rabbit bone marrow mesenchymal stem cells (rBMMSCs) proliferation. Then these scaffolds were cultured with rBMMSCs for 2 weeks, and the immunofluorescent staining of collagen II (COL-2) showed that CMC-OCS hydrogel embedded with [email protected] ([email protected]@KGN) with ultrasound had the ability to increase the COL-2 synthesis. Overall, due to the improved mechanical property and the ability of sustained KGN release, this injectable hydrogel with ultrasound-responsive property is a promising system for cartilage tissue engineering. View Full-Text

中文翻译：

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制备可注射的壳聚糖-硫酸软骨素水凝胶嵌入装载 Kartogenin 的微球作为软骨组织工程的超声触发给药系统

源自天然多糖和可注射水凝胶的超声响应微球 (MPs) 已被广泛研究作为生物相容性、可生物降解和可控的药物递送系统和用于组织工程的细胞支架。在这项研究中，kartogenin（KGN）加载聚（丙交酯共-乙醇酸) (PLGA) MPs () 是通过预混膜乳化 (PME) 方法制造的，该方法由超声换能器进行超声处理。此外，羧甲基壳聚糖氧化硫酸软骨素 (CMC-OCS) 水凝胶是通过 Schiff 碱反应嵌入的 MPs 制备的，以产生 CMC-OCS/MPs 支架。在目前的工作中，研究了形态学、力学性能、孔隙率测定、膨胀性能、体外降解、KGN 从支架中的释放、细胞毒性和细胞生物活性。结果表明，MPs在超声处理后出现明显的塌陷。嵌入的 PLGA MPs 可以提高软 CMC-OCS 水凝胶的压缩弹性模量。MP 的累积释放 KGN 表现出缓慢的速度，这将在超声后显示出适当的塌陷，允许 KGN 保持连续浓度至少 28 天。此外，复合[电子邮件保护]支架表现出更快的凝胶化、更低的溶胀率和更低的体外降解。CCK-8 和 LIVE/DEAD 染色显示这些支架不影响兔骨髓间充质干细胞 (rBMMSCs) 增殖。然后将这些支架与rBMMSCs培养2周，胶原II（COL-2）的免疫荧光染色显示嵌入[email protected]（[email protected]@KGN）的CMC-OCS水凝胶具有增加超声的能力COL-2 合成。总体而言，由于改进的机械性能和持续释放 KGN 的能力，这种具有超声响应特性的可注射水凝胶是软骨组织工程的一个有前途的系统。查看全文 复合 [电子邮件保护] 支架表现出更快的凝胶化、更低的溶胀率和更低的体外降解。CCK-8 和 LIVE/DEAD 染色显示这些支架不影响兔骨髓间充质干细胞 (rBMMSCs) 增殖。然后将这些支架与rBMMSCs培养2周，胶原II（COL-2）的免疫荧光染色表明嵌入[email protected]（[email protected]@KGN）的CMC-OCS水凝胶具有增加超声的能力COL-2 合成。总体而言，由于改进的机械性能和持续释放 KGN 的能力，这种具有超声响应特性的可注射水凝胶是软骨组织工程的一个有前途的系统。查看全文 复合 [电子邮件保护] 支架表现出更快的凝胶化、更低的溶胀率和更低的体外降解。CCK-8 和 LIVE/DEAD 染色显示这些支架不影响兔骨髓间充质干细胞 (rBMMSCs) 增殖。然后将这些支架与rBMMSCs培养2周，胶原II（COL-2）的免疫荧光染色显示嵌入[email protected]（[email protected]@KGN）的CMC-OCS水凝胶具有增加超声的能力COL-2 合成。总体而言，由于改进的机械性能和持续释放 KGN 的能力，这种具有超声响应特性的可注射水凝胶是软骨组织工程的一个有前途的系统。查看全文 CCK-8 和 LIVE/DEAD 染色显示这些支架不影响兔骨髓间充质干细胞 (rBMMSCs) 增殖。然后将这些支架与rBMMSCs培养2周，胶原II（COL-2）的免疫荧光染色显示嵌入[email protected]（[email protected]@KGN）的CMC-OCS水凝胶具有增加超声的能力COL-2 合成。总体而言，由于改进的机械性能和持续释放 KGN 的能力，这种具有超声响应特性的可注射水凝胶是软骨组织工程的一个有前途的系统。查看全文 CCK-8 和 LIVE/DEAD 染色显示这些支架不影响兔骨髓间充质干细胞 (rBMMSCs) 增殖。然后将这些支架与rBMMSCs培养2周，胶原II（COL-2）的免疫荧光染色显示嵌入[email protected]（[email protected]@KGN）的CMC-OCS水凝胶具有增加超声的能力COL-2 合成。总体而言，由于改进的机械性能和持续释放 KGN 的能力，这种具有超声响应特性的可注射水凝胶是软骨组织工程的一个有前途的系统。查看全文 胶原蛋白 II (COL-2) 的免疫荧光染色表明，通过超声嵌入 [email protected] ([email protected]@KGN) 的 CMC-OCS 水凝胶具有增加 COL-2 合成的能力。总体而言，由于改进的机械性能和持续释放 KGN 的能力，这种具有超声响应特性的可注射水凝胶是软骨组织工程的一个有前途的系统。查看全文 胶原蛋白 II (COL-2) 的免疫荧光染色表明，通过超声嵌入 [email protected] ([email protected]@KGN) 的 CMC-OCS 水凝胶具有增加 COL-2 合成的能力。总体而言，由于改进的机械性能和持续释放 KGN 的能力，这种具有超声响应特性的可注射水凝胶是软骨组织工程的一个有前途的系统。查看全文